CN106158181A - 金属氧化物避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属氧化物避雷器，包括空心绝缘筒、空心绝缘筒上端的上金属封板、空心绝缘筒下端的下金属封板、轴向设置在空心绝缘筒内的导电柱、包覆在空心绝缘筒外表面的伞群，所述空心绝缘筒和导电柱在径向上存在间隙，所述导电柱的上端与上金属封板接触，所述导电柱的下端与下金属封板接触，所述导电柱由氧化锌电阻片和金属导体交替叠置而成。本发明提供了一种高散热性能的金属氧化物避雷器，解决现有结构金属氧化物避雷器易发生热崩溃和热爆炸的缺陷。

Description

金属氧化物避雷器

技术领域

本发明涉及一种金属氧化物避雷器，属于电力设备技术领域。

背景技术

避雷器是用于保护电力系统中电气设备的绝缘性能免受雷击过电压的损害、或避免由设备操作所引起的内部过电压损害的保护设备，是关系到电力系统安全稳定运行的重要保护环节。随着电压等级的提高，系统过电压问题变得日益突出，提高避雷器的运行性能显得尤为重要。

现有技术的金属氧化物避雷器在结构上是在设有上、下电极的绝缘容器内将多个以氧化锌为主成分的非线性电阻片叠置在一起。其在电压正常时具有极高的电阻从而呈绝缘状态，而当系统中出现过电压时，冲击电流经电阻片入地，电阻片本身的压降(残压)由于其非线性特性则维持在一定范围内，从而使与避雷器并联设备上的过电压幅值得到限制，设备得到保护。但是，该结构金属氧化物避雷器除长期承受工频电压外还间断地承受工频过电压、雷电过电压和操作过电压等暂态过电压的作用，极易导致内部氧化锌电阻片温度的升高，且热量得不到有效散发，当温度长期超过某一极限值时将引起避雷器的热破坏(热崩溃)。此外，雷雨季节，当避雷器遭受猛烈雷击时，雷电冲击大电流流过电阻片，使其吸收很大的冲击能量，因该能量不能有效地快速传导和释放，使得避雷器内部气体压力和温度急剧增高，经常导致爆炸事故发生，严重影响电力系统安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属氧化物避雷器，针对现有结构金属氧化物避雷器易发生热崩溃和热爆炸的缺陷，提供了一种高散热性能的金属氧化物避雷器。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种金属氧化物避雷器，包括空心绝缘筒2、空心绝缘筒2上端的上金属封板3、空心绝缘筒2下端的下金属封板4、轴向设置在空心绝缘筒2内的导电柱5、包覆在空心绝缘筒2外表面的伞群6，所述空心绝缘筒2和导电柱5在径向上存在间隙7，所述导电柱5的上端与上金属封板3接触，所述导电柱5的下端与下金属封板4接触，所述导电柱5由氧化锌电阻片8和金属导体9交替叠置而成。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述金属氧化物避雷器，其中金属导体9为“工”字形结构。

前述金属氧化物避雷器，其中金属导体9的材质是铝或铜。

前述金属氧化物避雷器，其中间隙7中填充有流体绝缘材料10，所述流体绝缘材料10是绝缘性气体或绝缘性液体。

前述金属氧化物避雷器，其中空心绝缘筒2的材质是环氧树脂，所述环氧树脂的基体均匀分布有导热微粒。

前述金属氧化物避雷器，其中伞群6的材质是硅橡胶，所述硅橡胶的基体均匀分布有导热微粒。

前述金属氧化物避雷器，其中金属导体9在径向设有通孔11。

前述金属氧化物避雷器，其中金属导体9在“工”字形结构的中部开设径向的通孔11。

前述金属氧化物避雷器，其中导热微粒是氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、石墨的组合或其中一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、采用金属导体，利用铜或铝等金属材料优异的导热性能，加快热量传递，在氧化锌电阻片承受过电压和流过雷击大电流时，避免因热量集中而引起的热崩溃或热爆炸，同时金属导体采用“工”字形结构有利于增大与周围介质接触面积，减少体积重量。

二、采用绝缘性气体或绝缘性液体作为填充介质，可利用流体的流动性加快热量传导和扩散。

三、采用绝缘筒和伞群材质中的导热微粒，可增加材料的导热系数，提升避雷器与外界环境的热交换能力，提升整体散热效果。

四、采用“工”字形金属导体上的通孔结构，可增加流体的流动途径，提升散热效果。

附图说明

图1是本发明的金属氧化物避雷器的结构示意图；

图2为“工”字形金属导体开设通孔结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，其为本发明优选实施方式所提供的一种金属氧化物避雷器1的结构示意图。该金属氧化物避雷器1包括空心绝缘筒2、空心绝缘筒2上端的上金属封板3、空心绝缘筒2下端的下金属封板4、轴向设置在空心绝缘筒2中心的导电柱5、包覆在空心绝缘筒2外侧的伞群6。空心绝缘筒2和导电柱5在径向上存在间隙7，导电柱5由氧化锌电阻片8和“工”字形的金属导体9交替叠置而成，导电柱5的上端与上金属封板3接触，导电柱5的下端与下金属封板4接触。

“工”字形的金属导体9的材质可以是铝或铜中的任一种，利用其优异的导热性能，可以加快热量传导。

其中间隙7内可以进一步填充流体绝缘材料10。流体绝缘材料10可以是绝缘性气体或绝缘性液体中的任一种。上述绝缘性气体可以是干燥空气、氮气，或者是六氟化硫气。上述绝缘性液体可以是芳烃合成油、硅油、酯类油、或者是醚类和砜类合成油。上述材料在保证间隙7的电气绝缘性能的同时，利用流体的流动性可加快热量传导和扩散。

空心绝缘筒2为空心结构缠绕成型的圆柱形玻璃纤维增强环氧树脂管。在本实施例中，作为基体材料的环氧树脂中均匀分布有导热微粒。上述导热微粒可以是氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、石墨的组合或者其中的一种。在保证空心绝缘筒2的电气绝缘性能的同时，提高其导热系数。

所述伞群6是由硅橡胶硫化(固化)成型包覆在空心绝缘筒2的外侧。上述硅橡胶可以是高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶、或者是液体硅橡胶。在本实施例中，作为基体材料的硅橡胶中均匀分布有导热微粒。上述导热微粒可以是氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、石墨的一种或组合。在保证伞群6的电气绝缘性能的同时，提高其导热系数。

如图2所示，在“工”字形金属导体9的轴线上进一步开设通孔11，可增加流体绝缘材料10的流动途径，进一步提升散热效果。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属氧化物避雷器，包括空心绝缘筒、空心绝缘筒上端的上金属封板、空心绝缘筒下端的下金属封板、轴向设置在空心绝缘筒内的导电柱、包覆在空心绝缘筒外表面的伞群，所述空心绝缘筒和导电柱在径向上存在间隙，所述导电柱的上端与上金属封板接触，所述导电柱的下端与下金属封板接触，其特征在于，所述导电柱由氧化锌电阻片和金属导体交替叠置而成。

2.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述金属导体为“工”字形结构。

3.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述金属导体的材质是铝或铜。

4.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述间隙中填充有流体绝缘材料，所述流体绝缘材料是绝缘性气体或绝缘性液体。

5.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述空心绝缘筒的材质是环氧树脂，所述环氧树脂的基体均匀分布有导热微粒。

6.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述伞群的材质是硅橡胶，所述硅橡胶的基体均匀分布有导热微粒。

7.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述金属导体在径向设有通孔。

8.如权利要求2所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述金属导体在“工”字形结构的中部开设径向通孔。

9.如权利要求5所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述导热微粒是氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、石墨的组合或其中一种。

10.如权利要求6所述的金属氧化物避雷器，其特征在于，所述导热微粒是氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、石墨的组合或其中一种。